题目内容

【题目】边长为10cm的正立方体木块,漂浮在水面上时,有五分之二的体积露出水面,如图甲所示.将木块截去一部分后,再用少许粘合剂(其质量和体积忽略不计)固定上与截去部分体积相同的合金材料后,投入某种液体中仍漂浮,如图乙所示,此时液体对它竖直向上的压强为1×103 Pa,ρ合金=2.6×103 kg/m3 , 则合金材料的质量是________ kg.(g=10N/kg)

【答案】

【解析】

木块的体积:

V=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3,

∵木块漂浮在水面上,有2/5

体积露出水面,

∴F浮=G木,

∵F浮=ρ水V排g=ρ水3/5Vg,G木=ρ木Vg,

∴ρ水3/5Vg=ρ木Vg,

∴ρ木=3/5ρ水=3/5×1×103kg/m3=0.6×103kg/m3,

设截去木块的体积为V′,

∵在某种液体中仍漂浮,

∴剩余木块的重加上合金重等于受到液体的浮力,

即G木+G金=ρ木(V-V′)g+ρ金V′g=F浮′,------①

∵木块受到液体的浮力:F浮′=F下表面-F上表面=F下表面=ps=1×103Pa×0.01m2=10N,----②

∴由①②可得:

ρ木(V-V′)g+ρ金V′g=10N,

即:0.6×103kg/m3×(0.001m3-V′)×10N/kg+2.6×103kg/m3×V′×10N/kg=10N,

解得:

V′=2×10-4m3,

m金=ρ金V′=2.6×103kg/m3×2×10-4m3=0.52kg.

故答案为:0.52.

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